2路组相联cache设计在logisim上的实验步骤

以下是基于 Logisim 的 2路组相联缓存实验步骤：

1. 打开 Logisim 软件并创建一个新的电路。

2. 从工具栏上拖动并放置 2 个 SRAM 组件，每个 SRAM 组件应该有 8 个地址线和 8 个数据线。

3. 从工具栏上拖动并放置 1 个比较器组件，用于比较 CPU 发出的地址与缓存中存储的地址是否匹配。

4. 从工具栏上拖动并放置 2 个 2-1 多路选择器组件，用于选择要从 SRAM 中读取的数据。

5. 从工具栏上拖动并放置 1 个 Flip-Flop 组件，用于保存最近访问的数据。

6. 从工具栏上拖动并放置 2 个 AND 门和 1 个 OR 门组件，用于实现组相联的缓存逻辑。

7. 连接 SRAM 组件的地址和数据线到比较器和多路选择器组件。

8. 连接比较器组件的输出到 AND 门的输入端。

9. 连接 Flip-Flop 组件的输出到 OR 门的一个输入端。

10. 连接 AND 门的输出到 OR 门的另一个输入端。

11. 连接 OR 门的输出到多路选择器组件的选择线。

12. 将多路选择器组件的输出连接到 CPU。

13. 连接 CPU 的地址和数据线到 SRAM 组件。

14. 为每个 SRAM 组件设置初始值。

15. 保存电路并进行仿真测试。

以上是基本的步骤，具体操作过程可能会因为软件版本、实验要求等原因而有所不同。在实验过程中，需要注意连线的正确性以及各个组件的配置和初始值设置。

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直接映射cache设计和2路组相联cache设计在logisim上的实验步骤

以下是直接映射cache和2路组相联cache在Logisim上的实验步骤：

1. 首先，打开Logisim软件，并创建一个新的电路。

2. 在顶部的工具栏中，选择“基本门”工具，并在电路面板中拖动一个“时钟”组件和一个“控制线”组件。

3. 接下来，在工具栏中选择“存储器”工具，并在电路面板中拖动一个“RAM”组件。双击该组件以打开RAM属性窗口。

4. 在RAM属性窗口中，将“Data Bits”设置为8，将“Address Bits”设置为16，并将“Enable”选项设置为“Active High”。

5. 点击“OK”按钮以保存设置并关闭属性窗口。

6. 现在，在工具栏中选择“输入输出”工具，并在电路面板中拖动两个“文本输入”组件和一个“文本输出”组件。

7. 将一个文本输入组件连接到RAM的“Data”输入端口，将另一个文本输入组件连接到RAM的“Address”输入端口，将文本输出组件连接到RAM的“Data”输出端口。

8. 接下来，在工具栏中选择“组合逻辑”工具，并在电路面板中拖动一个“与门”组件和一个“非门”组件。

9. 将与门组件连接到RAM的“Enable”输入端口和控制线组件的输出端口，将非门组件连接到控制线组件的输出端口并连接到RAM的“Write Enable”输入端口。

10. 现在，我们可以开始设计直接映射cache或2路组相联cache了。

11. 对于直接映射cache，在工具栏中选择“存储器”工具，并在电路面板中拖动一个“RAM”组件。双击该组件以打开RAM属性窗口。

12. 在RAM属性窗口中，将“Data Bits”设置为8，将“Address Bits”设置为16，并将“Enable”选项设置为“Active High”。

13. 在“RAM Size”选项中，将大小设置为cache的大小（例如，如果cache大小为256字节，则将RAM大小设置为256字节）。

14. 点击“OK”按钮以保存设置并关闭属性窗口。

15. 现在，在工具栏中选择“基本门”工具，并在电路面板中拖动一个“多路选择器”组件。

16. 在多路选择器组件的属性窗口中，将“Number of Inputs”设置为cache块的大小（例如，如果cache块大小为4字节，则将输入数量设置为4）。

17. 将多路选择器组件连接到RAM的“Data”输入端口，并将RAM的“Address”输入端口连接到控制线组件的输出端口。

18. 接下来，将文本输入组件连接到控制线组件的输入端口，以便输入要访问的内存地址。

19. 最后，将文本输入组件连接到多路选择器组件的输入端口，以便选择要缓存的数据块。

20. 对于2路组相联cache，我们需要在电路面板中拖动两个RAM组件，并将它们配置为直接映射cache的方式。

21. 然后，在工具栏中选择“基本门”工具，并在电路面板中拖动一个“多路选择器”组件和一个“比较器”组件。

22. 将比较器组件连接到控制线组件的输入端口，并将多路选择器组件连接到两个RAM组件的“Data”输入端口。

23. 将两个RAM组件的“Address”输入端口连接到控制线组件的输出端口。

24. 最后，将文本输入组件连接到比较器组件的输入端口，以便输入要访问的内存地址，并将多路选择器组件的输入端口连接到比较器组件的输出端口，以便选择要缓存的数据块。

25. 现在，我们已经完成了直接映射cache和2路组相联cache的Logisim实验设计。可以测试并验证这些电路是否按预期工作。

直接相联cache设计用logisim的实验步骤

下面是直接相联cache设计用logisim的实验步骤：

1. 打开Logisim软件，在主界面中点击“File” -> “New” -> “Circuit”创建一个新电路。

2. 添加组件：在左侧的工具栏中，选择“Wiring”选项卡，找到“Pin”组件，将其拖到电路图上。在弹出的窗口中，将“Label”改为“Address”，将“Bit Width”设置为32。

3. 添加RAM组件：在左侧的工具栏中，选择“Memory”选项卡，找到“RAM”组件，将其拖到电路图上。在弹出的窗口中，将“Data Bits”设置为32，将“Address Bits”设置为10，将“Data Width”设置为32。

4. 添加Cache组件：在左侧的工具栏中，选择“Memory”选项卡，找到“Cache”组件，将其拖到电路图上。在弹出的窗口中，将“Data Bits”设置为32，将“Address Bits”设置为10，将“Cache Size”设置为2，将“Block Size”设置为4。

5. 连接组件：使用“Wiring”选项卡中的“Wire”组件将“Address”引脚连接到“Cache”的“Address”引脚。

6. 设置RAM：右键单击“RAM”组件，在弹出的菜单中选择“Edit Contents”，将弹出的“Memory”窗口中的所有值设置为“00000000”。

7. 设置Cache：右键单击“Cache”组件，在弹出的菜单中选择“Edit Contents”，将弹出的“Memory”窗口中的所有值设置为“00000000”。

8. 添加测试程序：在左侧的工具栏中，选择“Input”选项卡，找到“Clock”组件，将其拖到电路图上。在左侧的工具栏中，选择“Input”选项卡，找到“PushButton”组件，将其拖到电路图上。在左侧的工具栏中，选择“Input”选项卡，找到“Text”组件，将其拖到电路图上。在弹出的窗口中，将“Label”改为“Data”，将“Bit Width”设置为32。

9. 连接测试程序：使用“Wiring”选项卡中的“Wire”组件将“Clock”引脚连接到“PushButton”的“Clock”引脚。使用“Wiring”选项卡中的“Wire”组件将“Data”引脚连接到“Cache”的“Data”引脚。

10. 设计测试程序：右键单击“PushButton”组件，在弹出的菜单中选择“Edit Properties”，将“Label”改为“Read”，将“State When Pressed”设置为“1”。右键单击“Text”组件，在弹出的菜单中选择“Edit Properties”，将“Label”改为“Address”，将“Initial Text”设置为“00000000”。右键单击“Text”组件，在弹出的菜单中选择“Edit Properties”，将“Label”改为“Data”，将“Initial Text”设置为“00000000”。

11. 运行测试程序：点击“Read”按钮，将“Address”设置为“00000000”，点击“Data”框，此时“Cache”组件会从“RAM”组件中读取地址为“00000000”的数据并显示在“Data”框中。

以上就是直接相联cache设计用logisim的实验步骤。